Упругопластическое деформирование сталебетонных балок с локальным смятием при трехточечном изгибе

В последние десятилетия наблюдается повышенный интерес к изучению напряженно-деформированного состояния трубобетонных конструкций – композитных элементов, состоящих из стальной трубы-оболочки и бетонного сердечника, находящегося в состоянии трехосного сжатия. В таком сочетании сталь и бетон позволяют достичь лучших прочностных и деформативных характеристик, чем при их раздельной работе, что позволяет проектировать безопасные и экономичные конструкции. В настоящей статье приводятся результаты экспериментального исследования процесса деформирования изгибаемых трубобетонных элементов малогабаритных круглых сечений. Показано, что при трехточечном поперечном изгибе трубобетонной балки помимо прогиба за счет искривления оси стержня, существенное влияние на вертикальные перемещению оказывают деформации локального смятия в местах приложения сосредоточенных нагрузок. Проводится оценка возможности применения классической теории изгиба полой стальной балки по модели Бернулли. Сопоставляются результаты испытаний и диаграммы деформирования полых стальных труб (аналитические и экспериментальные данные) и сталежелезобетонных балок труб, заполненных бетоном. Произведена качественная и количественная оценка вклада наличия бетонного сердечника на несущую способность и деформативность (в т.ч. местное смятие) элемента. Наличие бетонного сердечника в композитном стержне дает существенное утяжеление конструкции, однако в случае внецентренного сжатия несущих вертикальных элементов многоэтажных зданий эффективность применения трубобетонных элементов весьма эффективно.